一、Java GC是什么？

Java垃圾回收是對(duì)JVM(Java Virtual Machine)中的內(nèi)存進(jìn)行標(biāo)記，并確定哪些內(nèi)存需要回收，根據(jù)一定的回收策略，自動(dòng)的回收內(nèi)存，永不停息(Nerver Stop)的保證JVM中的內(nèi)存空間，防止出現(xiàn)內(nèi)存泄露和溢出問(wèn)題，由JVM負(fù)責(zé)啟動(dòng)。

Java GC機(jī)制主要完成3件事：確定哪些內(nèi)存需要回收，確定什么時(shí)候需要執(zhí)行GC，如何執(zhí)行GC。

二、Java堆內(nèi)存

Java內(nèi)存分配和回收的機(jī)制概括的說(shuō)，就是：分代分配，分代回收。對(duì)象將根據(jù)存活的時(shí)間被分為：年輕代(Young Generation)、年老代(Old Generation)、永久代(Permanent Generation，也就是方法區(qū))。

1、年輕代(Young Generation)：對(duì)象被創(chuàng)建時(shí)，內(nèi)存的分配首先發(fā)生在年輕代(大對(duì)象可以直接被創(chuàng)建在年老代)，大部分的對(duì)象在創(chuàng)建后很快就不再使用，因此很快變得不可達(dá)，于是被年輕代的GC機(jī)制清理掉(IBM的研究表明，98%的對(duì)象都是很快消亡的)，這個(gè)GC機(jī)制被稱(chēng)為Minor GC或叫Young GC。注意，Minor GC并不代表年輕代內(nèi)存不足，它事實(shí)上只表示在Eden區(qū)上的GC。

年輕代上的內(nèi)存分配是這樣的，年輕代可以分為3個(gè)區(qū)域：Eden區(qū)(伊甸園，亞當(dāng)和夏娃偷吃禁果生娃娃的地方，用來(lái)表示內(nèi)存首次分配的區(qū)域，再貼切不過(guò))和兩個(gè)存活區(qū)(Survivor 0 、Survivor 1)。

1)絕大多數(shù)剛創(chuàng)建的對(duì)象會(huì)被分配在Eden區(qū)，其中的大多數(shù)對(duì)象很快就會(huì)消亡。Eden區(qū)是連續(xù)的內(nèi)存空間，因此在其上分配內(nèi)存極快；

2)最初一次，當(dāng)Eden區(qū)滿的時(shí)候，執(zhí)行Minor GC，將消亡的對(duì)象清理掉，并將剩余的對(duì)象復(fù)制到一個(gè)存活區(qū)Survivor0(此時(shí)，Survivor1是空白的，兩個(gè)Survivor總有一個(gè)是空白的)；

3)下次Eden區(qū)滿了，再執(zhí)行一次Minor GC，將消亡的對(duì)象清理掉，將存活的對(duì)象復(fù)制到Survivor1中，然后清空Eden區(qū)；

4)將Survivor0中消亡的對(duì)象清理掉，將其中可以晉級(jí)的對(duì)象晉級(jí)到Old區(qū)，將存活的對(duì)象也復(fù)制到Survivor1區(qū)，然后清空Survivor0區(qū)；

5)當(dāng)兩個(gè)存活區(qū)切換了幾次(HotSpot虛擬機(jī)默認(rèn)15次，用-XX:MaxTenuringThreshold控制，大于該值進(jìn)入老年代，但這只是個(gè)最大值，并不代表一定是這個(gè)值)之后，仍然存活的對(duì)象(其實(shí)只有一小部分，比如，我們自己定義的對(duì)象)，將被復(fù)制到老年代。

從上面的過(guò)程可以看出，Eden區(qū)是連續(xù)的空間，且Survivor總有一個(gè)為空。經(jīng)過(guò)一次GC和復(fù)制，一個(gè)Survivor中保存著當(dāng)前還活著的對(duì)象，而Eden區(qū)和另一個(gè)Survivor區(qū)的內(nèi)容都不再需要了，可以直接清空，到下一次GC時(shí)，兩個(gè)Survivor的角色再互換。因此，這種方式分配內(nèi)存和清理內(nèi)存的效率都極高，這種垃圾回收的方式就是著名的“停止-復(fù)制(Stop-and-copy)”清理法(將Eden區(qū)和一個(gè)Survivor中仍然存活的對(duì)象拷貝到另一個(gè)Survivor中)，這不代表著停止復(fù)制清理法很高效，其實(shí)，它也只在這種情況下高效，如果在老年代采用停止復(fù)制，則挺悲劇的。

2、年老代(Old Generation)：對(duì)象如果在年輕代存活了足夠長(zhǎng)的時(shí)間而沒(méi)有被清理掉(即在幾次Young GC后存活了下來(lái))，則會(huì)被復(fù)制到年老代，年老代的空間一般比年輕代大，能存放更多的對(duì)象，在年老代上發(fā)生的GC次數(shù)也比年輕代少。當(dāng)年老代內(nèi)存不足時(shí)，將執(zhí)行Major GC，也叫 Full GC。

可以使用-XX:+UseAdaptiveSizePolicy開(kāi)關(guān)來(lái)控制是否采用動(dòng)態(tài)控制策略，如果動(dòng)態(tài)控制，則動(dòng)態(tài)調(diào)整Java堆中各個(gè)區(qū)域的大小以及進(jìn)入老年代的年齡。

如果對(duì)象比較大(比如長(zhǎng)字符串或大數(shù)組)，Young空間不足，則大對(duì)象會(huì)直接分配到老年代上(大對(duì)象可能觸發(fā)提前GC，應(yīng)少用，更應(yīng)避免使用短命的大對(duì)象)。用-XX:PretenureSizeThreshold來(lái)控制直接升入老年代的對(duì)象大小，大于這個(gè)值的對(duì)象會(huì)直接分配在老年代上。

三、Java GC機(jī)制-回收算法

GC機(jī)制的基本算法是：分代收集，這個(gè)不用贅述。下面闡述每個(gè)分代的收集方法。

1、年輕代-“停止-復(fù)制”算法

事實(shí)上，在上一節(jié)，已經(jīng)介紹了新生代的主要垃圾回收方法，在新生代中，使用“停止-復(fù)制”算法進(jìn)行清理，將新生代內(nèi)存分為2部分，1部分 Eden區(qū)較大，1部分Survivor比較小，并被劃分為兩個(gè)等量的部分。每次進(jìn)行清理時(shí)，將Eden區(qū)和一個(gè)Survivor中仍然存活的對(duì)象拷貝到 另一個(gè)Survivor中，然后清理掉Eden和剛才的Survivor。

這里也可以發(fā)現(xiàn)，停止復(fù)制算法中，用來(lái)復(fù)制的兩部分并不總是相等的(傳統(tǒng)的停止復(fù)制算法兩部分內(nèi)存相等，但新生代中使用1個(gè)大的Eden區(qū)和2個(gè)小的Survivor區(qū)來(lái)避免這個(gè)問(wèn)題)

由于絕大部分的對(duì)象都是短命的，甚至存活不到Survivor中，所以，Eden區(qū)與Survivor的比例較大，HotSpot默認(rèn)是 8:1，即分別占新生代的80%，10%，10%。如果一次回收中，Survivor+Eden中存活下來(lái)的內(nèi)存超過(guò)了10%，則需要將一部分對(duì)象分配到 老年代。用-XX:SurvivorRatio參數(shù)來(lái)配置Eden區(qū)域Survivor區(qū)的容量比值，默認(rèn)是8，代表Eden：Survivor1：Survivor2=8:1:1.

2、老年代-“標(biāo)記-整理”算法

老年代存儲(chǔ)的對(duì)象比年輕代多得多，而且不乏大對(duì)象，對(duì)老年代進(jìn)行內(nèi)存清理時(shí)，如果使用停止-復(fù)制算法，則相當(dāng)?shù)托?。一?#xff0c;老年代用的算法是標(biāo)記-整理算法，即：標(biāo)記出仍然存活的對(duì)象(存在引用的)，將所有存活的對(duì)象向一端移動(dòng)，以保證內(nèi)存的連續(xù)。

在發(fā)生Minor GC時(shí)，虛擬機(jī)會(huì)檢查每次晉升進(jìn)入老年代的大小是否大于老年代的剩余空間大小，如果大于，則直接觸發(fā)一次Full GC，否則，就查看是否設(shè)置了-XX:+HandlePromotionFailure(允許擔(dān)保失敗)，如果允許，則只會(huì)進(jìn)行MinorGC，此時(shí)可以容忍內(nèi)存分配失敗；如果不允許，則仍然進(jìn)行Full GC(這代表著如果設(shè)置-XX:+Handle PromotionFailure，則觸發(fā)MinorGC就會(huì)同時(shí)觸發(fā)Full GC，哪怕老年代還有很多內(nèi)存，所以，最好不要這樣做)。

3、方法區(qū)(永久代)

永久代的回收有兩種：常量池中的常量，無(wú)用的類(lèi)信息，常量的回收很簡(jiǎn)單，沒(méi)有引用了就可以被回收。對(duì)于無(wú)用的類(lèi)進(jìn)行回收，必須保證3點(diǎn)：

類(lèi)的所有實(shí)例都已經(jīng)被回收

加載類(lèi)的ClassLoader已經(jīng)被回收

類(lèi)對(duì)象的Class對(duì)象沒(méi)有被引用(即沒(méi)有通過(guò)反射引用該類(lèi)的地方)

永久代的回收并不是必須的，可以通過(guò)參數(shù)來(lái)設(shè)置是否對(duì)類(lèi)進(jìn)行回收。HotSpot提供-Xnoclassgc進(jìn)行控制

使用-verbose，-XX:+TraceClassLoading、-XX:+TraceClassUnLoading可以查看類(lèi)加載和卸載信息

-verbose、-XX:+TraceClassLoading可以在Product版HotSpot中使用；

-XX:+TraceClassUnLoading需要fastdebug版HotSpot支持

四、對(duì)象什么時(shí)候符合垃圾回收的條件？

1、所有實(shí)例都沒(méi)有活動(dòng)線程訪問(wèn)。

2、沒(méi)有被其他任何實(shí)例訪問(wèn)的循環(huán)引用實(shí)例。

Java 中有不同的引用類(lèi)型。判斷實(shí)例是否符合垃圾收集的條件都依賴(lài)于它的引用類(lèi)型。

引用類(lèi)型 垃圾收集

強(qiáng)引用(Strong Reference)不符合垃圾收集

軟引用(Soft Reference) 垃圾收集可能會(huì)執(zhí)行，但會(huì)作為最后的選擇

弱引用(Weak Reference) 符合垃圾收集

虛引用(Phantom Reference)符合垃圾收集

GC Scope 示例程序

class GCScope {

GCScope t;

static int i = 1;

public static void main(String args[]) {

GCScope t1 = new GCScope();

GCScope t2 = new GCScope();

GCScope t3 = new GCScope();

// 沒(méi)有對(duì)象符合GC

t1.t = t2; // 沒(méi)有對(duì)象符合GC

t2.t = t3; // 沒(méi)有對(duì)象符合GC

t3.t = t1; // 沒(méi)有對(duì)象符合GC

t1 = null;

// 沒(méi)有對(duì)象符合GC (t3.t 仍然有一個(gè)到 t1 的引用)

t2 = null;

// 沒(méi)有對(duì)象符合GC (t3.t.t 仍然有一個(gè)到 t2 的引用)

t3 = null;

// 所有三個(gè)對(duì)象都符合GC (它們中沒(méi)有一個(gè)擁有引用。

// 只有各對(duì)象的變量 t 還指向了彼此，

// 形成了一個(gè)由對(duì)象組成的環(huán)形的島，而沒(méi)有任何外部的引用。)

}

protected void finalize() {

System.out.println("Garbage collected from object" + i);

i++;

}

五、 JVM參數(shù)使用

1、堆內(nèi)存相關(guān)

-Xms 與 -Xmx

-Xms用于指定Java應(yīng)用使用的最小堆內(nèi)存，如-Xms1024m表示將Java應(yīng)用最小堆設(shè)置為1024M。-Xmx用于指定Java應(yīng)用使用的最大堆內(nèi)存，如-Xmx1024m表示將Java應(yīng)用最大堆設(shè)置為1024m。過(guò)小的堆內(nèi)存可能會(huì)造成程序拋出OOM異常，所以正常發(fā)布的應(yīng)用應(yīng)該明確指定這兩個(gè)參數(shù)。并且，一般會(huì)選擇將-Xms與-Xmx設(shè)置成一樣大小，防止JVM動(dòng)態(tài)調(diào)整堆內(nèi)存容量對(duì)程序造成性能影響。

-Xmn

通過(guò)-Xmn可以設(shè)置堆內(nèi)存中新生代的容量，以此達(dá)到間接控制老年代容量的作用，因?yàn)闆](méi)有JVM參數(shù)可以直接控制老年代的容量。如-Xmn256m表示將新生代容量設(shè)置為256M。假如這個(gè)時(shí)候額外指定了-Xms1024m -Xmx1024m，那么老年代的容量為768M(1024-256=768)。

-XX:PermSize 與 -XX:MaxPermSize

-XX:PermSize和-XX:MaxPermSize分別用于設(shè)置永久代的容量和最大容量。如-XX:PermSize=64m -XX:MaxPermSize=128m表示將永久代的初始容量設(shè)置為64M，最大容量設(shè)置為128M。

-XX:SurvivorRatio

這個(gè)參數(shù)用于設(shè)置新生代中Eden區(qū)和Survivor(S0、S1)的容量比值。默認(rèn)設(shè)置為-XX:SurvivorRatio=8表示Eden區(qū)與Survivor的容量比例為8:1:1。假設(shè)-Xmn256m -XX：Survivor=8，那么Eden區(qū)容量為204.8M(256M / 10 * 8)，S0和S1區(qū)的容量大小均為25.6M(256M / 10 * 1)。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的java gc会回收类么_Java GC 垃圾回收机制的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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